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摘 要 以切花品种‘热情’和盆花品种‘大哥大’为材料,研究了不同配方营养液及浓度对红掌生长的影响。结果表明,1.0倍浓度的配方Q可较全面地提高2个品种红掌的叶面积、株高、花葶长度、佛焰苞面积,使佛焰苞颜色鲜红,显著提升可溶性糖含量;1.3倍浓度的配方Q对佛焰苞观赏品质有显著改善,可溶性蛋白含量高于其他处理。
关键词 营养液;红掌;生长;生理
中图分类号S682.14 文献标识码 A
Abstract According to the cultivation situation and characters of Anthurium andraeanum in Hainan, through conducting the treatments of different nutrient solutions constituted by different elements and in different concentrations, the growth indices, physiological indices and the quality of flowers were studied on the mature plants of A. andraeanum‘Tropical’ and A. andraeanum‘Dakota’. The results showed that: The 1.0 times concentration formula Q could comprehensively improve the leaf area, plant height, scape length and spathe area of two varieties Anthurium, could make the spathe color more red, significantly increased the content of soluble sugar;The 1.3 times concentration formula Q could significantly improve the spathe ornamental quality, content of soluble protein higher than other treatment.
Key words Nutrient solution;Anthurium andraeanum;Growth;Physiology
doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2014.10.007
红掌(Anthurium andraeanum Linden)别名花烛、安祖花,为天南星科(Araceae)花烛属(Anthurium Schott)多年生附生性常绿草本植物[1],原产于中南美洲的原始热带雨林中[2]。红掌因其苞片形状独特,色彩艳丽而深受市场青睐,在全球花卉市场中已经成为仅次于热带兰花的鲜切花商品[3]。红掌应用广泛,经济价值高,在许多国家已成为重要的经济产业,而国内尚处于产业化种植摸索阶段[4]。海南地处中国南端,属热带海岛季风气候[5],气候适宜,普遍采用遮光网大棚、无土栽培方式进行红掌的规模化种植,生产成本仅为长江以北地区的5%[6],是国内最适宜发展红掌产业的区域之一。
适宜的营养供给是提高红掌品质的关键因素,1980年荷兰学者发现较高的氮、钾肥施用量可明显促进红掌的生长[7];Higaki等[7]通过研究发现红掌叶片微量元素含量与开花品质密切相关,并总结出N、P、K最适比例为312:448:375[8]。国内红掌营养供给的研究多在控温温室内进行,对比河北、上海、温州等地红掌营养液的研究发现,不同地区与栽培方式的最适宜红掌营养液配方有一定差异[9-10];海南具有夏温高、湿度大、光照充足等特点,红掌栽培管理的措施与设施与其他地区迥异,故有必要对最佳营养液配方进行更深入的研究。本试验使用近几年来发展的无机基质定植、底部营养液层提供养分的规模化红掌栽培方法,探讨不同营养液配方及浓度对切花红掌‘热情’、盆花红掌‘大哥大’生长、生理与开花品质的影响,以期为海南红掌的营养诊断及精细化栽培奠定基础。
1 材料与方法
1.1 材料
试验于中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所花卉基地进行,室内温度24~30 ℃,湿度70%~90%。材料为切花品种‘热情’和盆花品种‘大哥大’2年生成熟植株。
1.2 方法
1.2.1 试验设计 采用完全随机设计,设10个处理(3个营养液配方、每个配方设3个浓度梯度,对照为日常管理)、3次重复,共30个重复,每个重复3株。营养液配方分别为荷兰Anthura公司公布配方(配方A)、北京市土肥工作站的红掌专利配方(配方B)与秦丽娟配方(配方Q)。
挑选长势一致、生长健壮的2 a生开花苗,用水冲洗根部基质并剪除过长老根,单株定值于以膨胀珍珠岩为基质的花盆中,放置于盛有7 L清水的白色水箱,液面高度5.5 cm;7 d后换1/2剂量营养液,15 d后换全剂量营养液进行正常培养,此后,每15 d换1次营养液。90 d后测定各项指标。
试验中各处理所用营养液配方大量元素与微量元素组成见表1,所用营养液配方及梯度见表2。
1.2.2 指标测定 (1)营养生长指标。叶面积增量:选用试验开始时和结束时的新近成熟叶。使用直尺测量叶对角长度与叶宽度,两者相乘后乘以0.7的系数即为叶面积,系数通过方格法[11]测量获得,单位为mm2,重复3次。株高:直尺测定植株茎基部至最高点间的高度,单位为cm2,重复3次。
(2)生理指标。取样:对叶片中部,主叶脉两侧等量、对称取样,分别用于测定可溶性糖与可溶性蛋白。可溶性糖含量采用硫酸苯酚法测定[12];可溶性蛋白含量采用考马斯亮蓝染色法测定[13-14]。2项含量指标均以样品鲜重(Flesh Weight, FW)为基数,各重复3次。 (3)开花品质指标。花葶长度:采用直尺测定花葶基部至肉穗花序顶点间的长度,单位为cm2,重复3次。佛焰苞面积:测量方法同叶面积,单位为mm2,重复3次。佛焰苞厚度:使用游标卡尺测量佛焰苞两侧的耳部、中部厚度,以2个部位平均值为测定值,单位为mm2,重复3次。佛焰苞彩度C*与佛焰苞颜色参数a*:使用NF333分光色差计,CIELab scale system颜色系统[16]。切花清水瓶插期:选取花葶长度30 cm、花序成熟度50%~75%的切花,单一置于盛装清水的瓶插瓶中密封,置于26 ℃左右明亮室内模拟日常切花摆放环境,2 d观察1次直至花序变黑部分长度达到花序总长度的50%或佛焰苞黑斑面积超过25%或整个佛焰苞褪色无光泽,判定清水瓶插期结束[2,,16],重复3次。
1.2.3 数据分析 采用Statistical Analysis System 9.1邓肯新复极差法进行差异显著性分析;采用Microsoft Excel 2010作图。
2 结果与分析
2.1 不同营养液对切花红掌‘热情’生长及开花品质的影响
各处理对红掌切花品种‘热情’的生长有显著影响(表3)。其中,处理Ⅷ对叶面积增量、清水瓶插期2个指标影响最优,且与处理Ⅸ无差异,与处理Ⅶ差异显著,与其他差异极显著;在株高、花葶长度2个指标方面,处理Ⅷ最优,且与处理Ⅸ差异显著,与其他处理差异极显著。
各处理对红掌切花品种‘热情’的开花品质有显著影响(表3)。其中,处理Ⅸ对‘热情’佛焰苞面积、厚度的影响最大,与处理Ⅷ差异不显著;在颜色a*值与彩度C*方面,处理Ⅶ为最优,与处理Ⅷ、Ⅸ差异不显著,CK最差,与其它处理差异极显著。
综上分析,处理Ⅷ能较大程度地提高红掌‘热情’的株高高度,使叶面积增大,利于健康舒展株型的形成;其对花葶长度的提高、清水瓶插时间的延长能显著改善切花品质;在佛焰苞颜色、面积、厚度指标方面处理Ⅷ与最优处理差异不显著。
2.2 不同营养液对盆花红掌‘大哥大’生长及开花品质的影响
处理Ⅷ在花葶长度指标最优,与其他处理差异极显著;在叶面积增量、株高指标方面,处理Ⅴ和处理Ⅷ为最优处理,二者差异不显著;在株高、花亭长度和苞片厚度等指标CK与其他处理差异极显著(表4)。
处理Ⅸ在佛焰苞面积、厚度指标与处理Ⅶ、Ⅷ差异不显著,与其他差异显著,与CK差异极显著;颜色a*指标方面,最大值为处理Ⅷ,最小值为处理Ⅲ,处理Ⅷ、Ⅸ与CK差异极显著;颜色C*指标方面,最大值为处理Ⅳ,CK为最小值,两者之间差异极显著,处理Ⅳ与其他差异不显著。
综上所处理Ⅷ在颜色a*方面为最优处理,在其他形态指标方面与最优处理差异不显著且数值较优,故在叶面积、株高、佛焰苞形态色彩、花葶长度方面能较为全面地显著改善红掌盆花品种的观赏品质。
2.3 不同营养液对红掌品种‘热情’和‘大哥大’生理指标的影响
2.3.1 营养液配方对红掌可溶性糖含量的影响 由图1可知,处理Ⅷ栽培的2个品种红掌可溶性糖含量最高,仅处理Ⅸ与其差异不显著;CK处理的‘热情’植株可溶性糖含量最低,与处理Ⅰ差异不显著,与处理Ⅴ差异显著,与其他处理差异极显著;处理Ⅱ栽培的‘大哥大’可溶性糖含量最低,与处理Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、CK差异不显著,与处理Ⅴ差异显著,与其他处理差异极显著。
2.3.2 营养液配方对红掌可溶性蛋白的影响 植物的可溶性蛋白质大部分参与各类代谢的酶类[17],测定其含量是红掌总代谢与判定生长潜力高低的指标。图2可知,处理Ⅸ栽培的2个品种红掌可溶性蛋白质含量最高,对于‘热情’植株,处理Ⅶ、Ⅷ与处理Ⅸ差异未达到极显著水平,3个处理与其他处理差异极显著;对于‘大哥大’,仅处理Ⅷ与处理Ⅸ差异不显著,处理Ⅸ与处理Ⅰ、Ⅶ差异未达到极显著水平,与其他处理差异极显著。CK处理‘热情’、处理Ⅵ栽培的‘大哥大’可溶性蛋白质含量最低。
3 讨论与结论
糖是植物生长发育和基因表达的重要调节因子,不仅是重要的结构物质及能量来源,而且在信号转导中具有初级信使作用[18],普遍认为可溶性糖含量高低与植物体营养积累水平[19]及抗逆性[20]正相关。可溶性糖含量高低是影响红掌切花品质的重要因素,糖能为红掌植株的花葶与佛焰苞生长以及佛焰苞脱离植株后维持色泽与形态提供能量。本试验中,各处理栽培的‘热情’可溶性糖含量较优的前4位依次为处理Ⅷ、Ⅸ、Ⅶ、Ⅵ,各处理栽培的‘热情’清水瓶插期最长的前4位为处理Ⅷ、Ⅸ、Ⅶ、Ⅱ,基本符合规律;在花葶长度、佛焰苞面积方面,处理Ⅷ、Ⅸ居前2位,处理Ⅶ栽培的‘热情’佛焰苞颜色a*值与彩度C*值最高但与处理Ⅷ、Ⅸ差异不显著。
不同营养液及浓度对植物的生长有较大的影响。陈永华等[21]认为不同观赏植物的水培培养,所适用的营养液配方不尽相同,如泰斯勒配方有利于鹅掌柴的生长,川崎配方有利于金琥、吉祥草的生长;王月英等[22]认为白掌、水晶花烛、绿帝王等花卉的水培培养,营养液氮、磷、钾的最佳比例为20 ∶ 1 ∶ 20,能促进植株叶面积增大、新叶生长加快、根系生长旺盛。本试验中,不同营养液对红掌的生长与品质同样有较大的影响,配方Q能显著提高‘热情’的可溶性糖含量与清水瓶插期,叶面积、株高等形态指标也显著高于CK与其他配方。红掌的水培培养具有清洁无污染、简便经济、便于营养调控等特点,其水培营养液的浓度是许多学者关注的对象,李美霞等[23]认为EC值为1.8的营养液能明显促使红掌‘粉冠军’植株的叶片增大、开花数量增多;仲秀娟等[24]则认为EC值1.0~2.2之间的营养液均利于红掌的生长。本试验结果发现,同一配方的1.0倍浓度较另外2个浓度对2个品种红掌的叶面积、株高等有较为显著的影响,说明在海南的气候环境与栽培措施下,营养液浓度并非越大越好。‘大哥大’佛焰苞随浓度增加而增厚,这可能与微量元素有关,魏文学等[25-26]提出缺硼植物,叶片明显粗糙增厚;而郭伟伟等[27-28]对果树施用富含微量元素的沼肥后则发现,叶片增厚增绿,所以微量元素对红掌生长的影响还值得进一步的研究。 综合不同配方以及浓度处理植株的形态指标与生理指标以及红掌切花品种与盆花品种的不同需求以及生产成本,本试验结果表明1.0倍浓度的配方Q(处理Ⅷ)为海南红掌水培培养的最佳营养液配方。
参考文献
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关键词 营养液;红掌;生长;生理
中图分类号S682.14 文献标识码 A
Abstract According to the cultivation situation and characters of Anthurium andraeanum in Hainan, through conducting the treatments of different nutrient solutions constituted by different elements and in different concentrations, the growth indices, physiological indices and the quality of flowers were studied on the mature plants of A. andraeanum‘Tropical’ and A. andraeanum‘Dakota’. The results showed that: The 1.0 times concentration formula Q could comprehensively improve the leaf area, plant height, scape length and spathe area of two varieties Anthurium, could make the spathe color more red, significantly increased the content of soluble sugar;The 1.3 times concentration formula Q could significantly improve the spathe ornamental quality, content of soluble protein higher than other treatment.
Key words Nutrient solution;Anthurium andraeanum;Growth;Physiology
doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2014.10.007
红掌(Anthurium andraeanum Linden)别名花烛、安祖花,为天南星科(Araceae)花烛属(Anthurium Schott)多年生附生性常绿草本植物[1],原产于中南美洲的原始热带雨林中[2]。红掌因其苞片形状独特,色彩艳丽而深受市场青睐,在全球花卉市场中已经成为仅次于热带兰花的鲜切花商品[3]。红掌应用广泛,经济价值高,在许多国家已成为重要的经济产业,而国内尚处于产业化种植摸索阶段[4]。海南地处中国南端,属热带海岛季风气候[5],气候适宜,普遍采用遮光网大棚、无土栽培方式进行红掌的规模化种植,生产成本仅为长江以北地区的5%[6],是国内最适宜发展红掌产业的区域之一。
适宜的营养供给是提高红掌品质的关键因素,1980年荷兰学者发现较高的氮、钾肥施用量可明显促进红掌的生长[7];Higaki等[7]通过研究发现红掌叶片微量元素含量与开花品质密切相关,并总结出N、P、K最适比例为312:448:375[8]。国内红掌营养供给的研究多在控温温室内进行,对比河北、上海、温州等地红掌营养液的研究发现,不同地区与栽培方式的最适宜红掌营养液配方有一定差异[9-10];海南具有夏温高、湿度大、光照充足等特点,红掌栽培管理的措施与设施与其他地区迥异,故有必要对最佳营养液配方进行更深入的研究。本试验使用近几年来发展的无机基质定植、底部营养液层提供养分的规模化红掌栽培方法,探讨不同营养液配方及浓度对切花红掌‘热情’、盆花红掌‘大哥大’生长、生理与开花品质的影响,以期为海南红掌的营养诊断及精细化栽培奠定基础。
1 材料与方法
1.1 材料
试验于中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所花卉基地进行,室内温度24~30 ℃,湿度70%~90%。材料为切花品种‘热情’和盆花品种‘大哥大’2年生成熟植株。
1.2 方法
1.2.1 试验设计 采用完全随机设计,设10个处理(3个营养液配方、每个配方设3个浓度梯度,对照为日常管理)、3次重复,共30个重复,每个重复3株。营养液配方分别为荷兰Anthura公司公布配方(配方A)、北京市土肥工作站的红掌专利配方(配方B)与秦丽娟配方(配方Q)。
挑选长势一致、生长健壮的2 a生开花苗,用水冲洗根部基质并剪除过长老根,单株定值于以膨胀珍珠岩为基质的花盆中,放置于盛有7 L清水的白色水箱,液面高度5.5 cm;7 d后换1/2剂量营养液,15 d后换全剂量营养液进行正常培养,此后,每15 d换1次营养液。90 d后测定各项指标。
试验中各处理所用营养液配方大量元素与微量元素组成见表1,所用营养液配方及梯度见表2。
1.2.2 指标测定 (1)营养生长指标。叶面积增量:选用试验开始时和结束时的新近成熟叶。使用直尺测量叶对角长度与叶宽度,两者相乘后乘以0.7的系数即为叶面积,系数通过方格法[11]测量获得,单位为mm2,重复3次。株高:直尺测定植株茎基部至最高点间的高度,单位为cm2,重复3次。
(2)生理指标。取样:对叶片中部,主叶脉两侧等量、对称取样,分别用于测定可溶性糖与可溶性蛋白。可溶性糖含量采用硫酸苯酚法测定[12];可溶性蛋白含量采用考马斯亮蓝染色法测定[13-14]。2项含量指标均以样品鲜重(Flesh Weight, FW)为基数,各重复3次。 (3)开花品质指标。花葶长度:采用直尺测定花葶基部至肉穗花序顶点间的长度,单位为cm2,重复3次。佛焰苞面积:测量方法同叶面积,单位为mm2,重复3次。佛焰苞厚度:使用游标卡尺测量佛焰苞两侧的耳部、中部厚度,以2个部位平均值为测定值,单位为mm2,重复3次。佛焰苞彩度C*与佛焰苞颜色参数a*:使用NF333分光色差计,CIELab scale system颜色系统[16]。切花清水瓶插期:选取花葶长度30 cm、花序成熟度50%~75%的切花,单一置于盛装清水的瓶插瓶中密封,置于26 ℃左右明亮室内模拟日常切花摆放环境,2 d观察1次直至花序变黑部分长度达到花序总长度的50%或佛焰苞黑斑面积超过25%或整个佛焰苞褪色无光泽,判定清水瓶插期结束[2,,16],重复3次。
1.2.3 数据分析 采用Statistical Analysis System 9.1邓肯新复极差法进行差异显著性分析;采用Microsoft Excel 2010作图。
2 结果与分析
2.1 不同营养液对切花红掌‘热情’生长及开花品质的影响
各处理对红掌切花品种‘热情’的生长有显著影响(表3)。其中,处理Ⅷ对叶面积增量、清水瓶插期2个指标影响最优,且与处理Ⅸ无差异,与处理Ⅶ差异显著,与其他差异极显著;在株高、花葶长度2个指标方面,处理Ⅷ最优,且与处理Ⅸ差异显著,与其他处理差异极显著。
各处理对红掌切花品种‘热情’的开花品质有显著影响(表3)。其中,处理Ⅸ对‘热情’佛焰苞面积、厚度的影响最大,与处理Ⅷ差异不显著;在颜色a*值与彩度C*方面,处理Ⅶ为最优,与处理Ⅷ、Ⅸ差异不显著,CK最差,与其它处理差异极显著。
综上分析,处理Ⅷ能较大程度地提高红掌‘热情’的株高高度,使叶面积增大,利于健康舒展株型的形成;其对花葶长度的提高、清水瓶插时间的延长能显著改善切花品质;在佛焰苞颜色、面积、厚度指标方面处理Ⅷ与最优处理差异不显著。
2.2 不同营养液对盆花红掌‘大哥大’生长及开花品质的影响
处理Ⅷ在花葶长度指标最优,与其他处理差异极显著;在叶面积增量、株高指标方面,处理Ⅴ和处理Ⅷ为最优处理,二者差异不显著;在株高、花亭长度和苞片厚度等指标CK与其他处理差异极显著(表4)。
处理Ⅸ在佛焰苞面积、厚度指标与处理Ⅶ、Ⅷ差异不显著,与其他差异显著,与CK差异极显著;颜色a*指标方面,最大值为处理Ⅷ,最小值为处理Ⅲ,处理Ⅷ、Ⅸ与CK差异极显著;颜色C*指标方面,最大值为处理Ⅳ,CK为最小值,两者之间差异极显著,处理Ⅳ与其他差异不显著。
综上所处理Ⅷ在颜色a*方面为最优处理,在其他形态指标方面与最优处理差异不显著且数值较优,故在叶面积、株高、佛焰苞形态色彩、花葶长度方面能较为全面地显著改善红掌盆花品种的观赏品质。
2.3 不同营养液对红掌品种‘热情’和‘大哥大’生理指标的影响
2.3.1 营养液配方对红掌可溶性糖含量的影响 由图1可知,处理Ⅷ栽培的2个品种红掌可溶性糖含量最高,仅处理Ⅸ与其差异不显著;CK处理的‘热情’植株可溶性糖含量最低,与处理Ⅰ差异不显著,与处理Ⅴ差异显著,与其他处理差异极显著;处理Ⅱ栽培的‘大哥大’可溶性糖含量最低,与处理Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、CK差异不显著,与处理Ⅴ差异显著,与其他处理差异极显著。
2.3.2 营养液配方对红掌可溶性蛋白的影响 植物的可溶性蛋白质大部分参与各类代谢的酶类[17],测定其含量是红掌总代谢与判定生长潜力高低的指标。图2可知,处理Ⅸ栽培的2个品种红掌可溶性蛋白质含量最高,对于‘热情’植株,处理Ⅶ、Ⅷ与处理Ⅸ差异未达到极显著水平,3个处理与其他处理差异极显著;对于‘大哥大’,仅处理Ⅷ与处理Ⅸ差异不显著,处理Ⅸ与处理Ⅰ、Ⅶ差异未达到极显著水平,与其他处理差异极显著。CK处理‘热情’、处理Ⅵ栽培的‘大哥大’可溶性蛋白质含量最低。
3 讨论与结论
糖是植物生长发育和基因表达的重要调节因子,不仅是重要的结构物质及能量来源,而且在信号转导中具有初级信使作用[18],普遍认为可溶性糖含量高低与植物体营养积累水平[19]及抗逆性[20]正相关。可溶性糖含量高低是影响红掌切花品质的重要因素,糖能为红掌植株的花葶与佛焰苞生长以及佛焰苞脱离植株后维持色泽与形态提供能量。本试验中,各处理栽培的‘热情’可溶性糖含量较优的前4位依次为处理Ⅷ、Ⅸ、Ⅶ、Ⅵ,各处理栽培的‘热情’清水瓶插期最长的前4位为处理Ⅷ、Ⅸ、Ⅶ、Ⅱ,基本符合规律;在花葶长度、佛焰苞面积方面,处理Ⅷ、Ⅸ居前2位,处理Ⅶ栽培的‘热情’佛焰苞颜色a*值与彩度C*值最高但与处理Ⅷ、Ⅸ差异不显著。
不同营养液及浓度对植物的生长有较大的影响。陈永华等[21]认为不同观赏植物的水培培养,所适用的营养液配方不尽相同,如泰斯勒配方有利于鹅掌柴的生长,川崎配方有利于金琥、吉祥草的生长;王月英等[22]认为白掌、水晶花烛、绿帝王等花卉的水培培养,营养液氮、磷、钾的最佳比例为20 ∶ 1 ∶ 20,能促进植株叶面积增大、新叶生长加快、根系生长旺盛。本试验中,不同营养液对红掌的生长与品质同样有较大的影响,配方Q能显著提高‘热情’的可溶性糖含量与清水瓶插期,叶面积、株高等形态指标也显著高于CK与其他配方。红掌的水培培养具有清洁无污染、简便经济、便于营养调控等特点,其水培营养液的浓度是许多学者关注的对象,李美霞等[23]认为EC值为1.8的营养液能明显促使红掌‘粉冠军’植株的叶片增大、开花数量增多;仲秀娟等[24]则认为EC值1.0~2.2之间的营养液均利于红掌的生长。本试验结果发现,同一配方的1.0倍浓度较另外2个浓度对2个品种红掌的叶面积、株高等有较为显著的影响,说明在海南的气候环境与栽培措施下,营养液浓度并非越大越好。‘大哥大’佛焰苞随浓度增加而增厚,这可能与微量元素有关,魏文学等[25-26]提出缺硼植物,叶片明显粗糙增厚;而郭伟伟等[27-28]对果树施用富含微量元素的沼肥后则发现,叶片增厚增绿,所以微量元素对红掌生长的影响还值得进一步的研究。 综合不同配方以及浓度处理植株的形态指标与生理指标以及红掌切花品种与盆花品种的不同需求以及生产成本,本试验结果表明1.0倍浓度的配方Q(处理Ⅷ)为海南红掌水培培养的最佳营养液配方。
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